Escolher a bomba certa para trabalhos industriais e comerciais
A escolha de uma bomba para trabalhos industriais e comerciais pode ser complexa quando se decide entre uma bomba de deslocamento positivo (PD) ou uma bomba centrífuga. Cada uma das duas regiões de bombas tem vantagens únicas num determinado cenário e domina o mercado no mesmo sentido. Para otimizar o desempenho, a eficiência e a relação custo-eficácia, é essencial compreender as suas diferenças, vantagens e limitações. Neste artigo, iremos descrever os mecanismos e aplicações, bem como os critérios selecionados, para que possa tomar a decisão que melhor se adequa às suas necessidades de bombagem.
Atualizar os princípios básicos
Como funciona uma bomba centrífuga?
As bombas centrífugas são bombas à base de água. Baseiam-se no caudal/velocidade para transportar fluidos. Utilizam a força de rotação. A energia do rotor faz girar um impulsor que, por sua vez, leva a água cada vez mais longe. Durante todo o tempo, a energia cinética está a ser convertida em pressão. Funcionam melhor em cenários de elevado caudal e baixa pressão. Por isso, são úteis para o abastecimento de água, sistemas AVAC, processamento de água e processamento químico. Tudo isto depende da pressão do sistema e da manutenção de um caudal constante.
Como funciona uma bomba de deslocamento positivo?
Em comparação com as bombas centrífugas, as bombas de deslocamento positivo (PD) não dependem da energia cinética. Em vez disso, as bombas PD retêm mecanicamente um determinado volume de líquido e forçam-no para uma área de descarga. As bombas de engrenagem, de parafuso, de pistão e de diafragma pertencem a esta categoria. Uma vez que as bombas PD não conseguem manter uma velocidade constante ao longo do processo de bombagem, são perfeitas para fluidos viscosos, dosagem ou situações de alta pressão, como a transferência de óleo ou sistemas hidráulicos.
Principais diferenças: Desempenho e aplicações
1. Dinâmica do caudal e da pressão
Bombas centrífugas: O caudal diminui à medida que a pressão do sistema (cabeça) aumenta. Têm um bom desempenho com fluidos de viscosidade baixa a média (por exemplo, água, óleos leves) em situações de caudal elevado, como os sistemas municipais de água.
Bombas de Deslocamento Positivo: O caudal mantém-se relativamente estável apesar das alterações de pressão. Funcionam bem com fluidos altamente viscosos (por exemplo, xaropes, asfalto) e tarefas de alta pressão como a dosagem de químicos e a injeção de combustível.
Tabela de comparação de desempenho
| Parâmetro | Bomba centrífuga | Bomba de deslocamento positivo |
|---|---|---|
| Caudal vs. Pressão | Variável | Constante |
| Manuseamento da viscosidade | Fraco acima de 150 cP | Excelente |
| Capacidade de auto-limpeza | Limitado (requer escorva) | Inerente |
| Eficiência a alta pressão | Diminui significativamente | Melhora |
2. Impacto da viscosidade
Devido ao maior atrito interno, as bombas centrífugas não podem aumentar o caudal com fluidos viscosos. Por exemplo, bombear petróleo bruto de 500 cP reduziria drasticamente o desempenho.
As bombas PD são mais vantajosas com meios viscosos. Por exemplo, as bombas de engrenagem podem mover óleos lubrificantes ou adesivos de forma eficiente porque o preenchimento das folgas internas aumenta a eficiência volumétrica.
3. Eficiência e consumo de energia
As bombas centrífugas têm uma eficiência máxima em determinados caudais, mas tornam-se ineficientes em situações de baixo caudal e alta pressão.
As bombas PD são mais eficientes em termos energéticos devido à elevada eficiência mecânica sustentada numa gama de pressões, por exemplo, ao dosear ou durante a lavagem a alta pressão.
Considerar a bomba correta: Factores-chave
1. Caraterísticas dos fluidos
Viscosidade: Para fluidos com uma viscosidade superior a 150 cP (por exemplo, mel, lamas), as bombas PD funcionam melhor.
Sensibilidade ao cisalhamento: As bombas PD, como as bombas de diafragma e peristálticas, são capazes de manusear fluidos sensíveis ao cisalhamento, como produtos farmacêuticos ou alimentares, sem degradação.
2. Necessidades do sistema
Requisitos de pressão: Tarefas como a osmose inversa e os sistemas hidráulicos requerem alta pressão, algo que está prontamente disponível a pedido com as bombas PD, que podem atingir os 10.500 psi.
Consistência no fluxo: As tarefas que necessitam de um controlo preciso do caudal, como a injeção de produtos químicos, preferem as bombas PD.
3. Condições de funcionamento
Auto-primação: As bombas PD são inerentemente auto-ferrantes e podem ser utilizadas em condições de elevação da sucção, como a utilização intermitente, como a bombagem de porões marítimos.
Manutenção: As bombas PD, como as bombas de pistão, tendem a ter mais peças móveis, o que significa que é provável que haja mais desgaste, mas é necessária menos manutenção. Por outro lado, as bombas centrífugas necessitam de substituições regulares dos vedantes.
Aplicações do sector
Casos de utilização de bombas centrífugas
- Para a transferência de grandes volumes de líquidos, estações de tratamento de água.
- Para arrefecimento: produção de eletricidade.
- Processamento químico de líquidos com baixa viscosidade.
Casos de utilização de bombas de deslocamento positivo
- Petróleo e gás: Para a transferência de óleo lubrificante, são utilizadas bombas de engrenagem e bombas de parafuso para o petróleo bruto.
- A dosagem de xarope em restaurantes e bares comerciais utiliza bombas de diafragma.
- O manuseamento de fluidos estéreis em produtos farmacêuticos utiliza bombas peristálticas.
Perguntas comuns (FAQs)
1. Que bomba é melhor para fluidos de elevada viscosidade?
Para fluidos muito espessos, as bombas de deslocamento positivo funcionam melhor, pois são capazes de manter o caudal e a eficiência necessários quando se lida com meios mais espessos.
2. As bombas centrífugas podem lidar com variações de pressão?
Não - o caudal diminui significativamente a alta pressão. As bombas PD são adequadas para essas condições.
3. As bombas PD são mais caras?
O custo inicial pode ser uma preocupação, embora a despesa seja frequentemente justificada com poupanças de energia e redução do desgaste em aplicações de alta pressão ou alta viscosidade.
4. As bombas centrífugas necessitam de escorva?
A maioria fá-lo para evitar o funcionamento em seco, mas no caso das bombas PD, estas são auto-ferrantes.
Conclusão
O debate sobre a deslocação positiva versus centrífuga resume-se às propriedades do fluido, às necessidades da operação e à conceção do sistema. As bombas PD são melhores em termos de precisão, alta pressão e manuseamento de fluidos viscosos, ao passo que as bombas centrífugas são melhores em sistemas de baixa pressão e caudal elevado. A consideração de factores como a viscosidade, a pressão e os intervalos de manutenção permite aos engenheiros fazer a melhor seleção em termos de eficiência e fiabilidade.
